ಪುಟ್ಟ ಮೂರನೇ ಇಯತ್ತೆಯಲ್ಲಿ ಓದುವವ. ಭಾರೀ ಚುರುಕು. ಲೆಕ್ಕ ಅಂದರೆ ಅವನಿಗೆ ನೀರು ಕುಡಿದಂತೆ. ಮೇಷ್ಟ್ರು ಒಮ್ಮೆ ಹೇಳಿಕೊಟ್ಟರೆ ಸಾಕು, ಅರಗಿಸಿ ಕುಡಿದುಬಿಡುವ. ಮನೆಯಲ್ಲೂ ಶಾಲೆಯಲ್ಲೂ ಜನಪ್ರಿಯ, ಅವನ ಅಸಾಧಾರಣ ಬುದ್ಧಿಗೆ. ಒಮ್ಮೆ ಯಾರೋ ನೆಂಟರು ಬಂದರು ಮನೆಗೆ. ಅವರಿಗೋ ಇವನ ಬುದ್ಧಿ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮಾಡುವ ತವಕ, ಒಂದು ಸವಾಲೆಸದರು. ತುಂಬ ಸರಳವಾದದ್ದೆ, ಆ ವಯಸ್ಸಿಗೆ ಅದಿನ್ನೆಷ್ಟು ತಾನೆ ಅಪೇಕ್ಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯ?
ನೆ: ಪುಟ್ಟು, ನಿನಗೆ ನಾನು ಎಂಟು ಚಾಕ್ಲೇಟು ಕೊಟ್ಟೆ ಅಂದುಕೋ, ಅದನ್ನ ನಿನ್ನ ತಮ್ಮನ ಜೊತೆ ಸಮನಾಗಿ ಹಂಚಿಕೋಬೇಕು. ಆಗ ನಿನ್ನ ತಮ್ಮನಿಗೆಷ್ಟು ಚಾಕಲೇಟು ಕೊಡ್ತೀಯಾ?
ಪು: ಮೂರು!
ನೆ: ಹುಂ, ಲೆಕ್ಕನೇ ಬರಲ್ವಲ್ಲಪ್ಪಾ ನಿಂಗೆ, ಎಂಟರ ಅರ್ಧ ನಾಲ್ಕು ತಾನೆ? ನೋಡಿದ್ರೆ ಎಲ್ರೂ ನಿನ್ನನ್ನ ಹೋಗಳೋವ್ರೆ. ಇದ್ಯಾವ ಸೀಮೆ ಚುರುಕು?
ಪು: ನನಗೇನು ಲೆಕ್ಕ ಬರಲ್ವಾ, ಎಂಟರ ಅರ್ಧ ನಾಲ್ಕು ಅಂತ ನನಗೂ ಗೊತ್ತು.
ನೆ: ಮತ್ತೆ ನಿನ್ನ ತಮ್ಮನಿಗೆ ಮೂರು ಕೊಡ್ತೀನಿ ಅಂದೆ ಮತ್ತೆ.
ಪು: ನನ್ನ ತಮ್ಮನಿಗೇನು ಲೆಕ್ಕ ಬರುತ್ತಾ? ಅವನಿಗಿನ್ನೂ ಮೂರು ವರ್ಷ ತಾನೇ?
ಬುದ್ಧಿ ಬಲಿತಂತೆ ನಾವು ಎಣಿಸಲು, ಅಳೆಯಲು ಕಲಿಯುತ್ತೇವೆ. ಎಣಿಸುವುದು, ಅಳೆಯುವುದು ಇವೆಲ್ಲ ಹೋಲಿಕೆಯ ಸಂಗತಿಗಳು. ನೆನಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ, ಚಿಕ್ಕಂದಿನಲ್ಲಿ ಅಂಕೆ, ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಕಲಿಯಲಿಕ್ಕೆ ಮಗ್ಗಿ ಪುಸ್ತಕದ ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಂಕೆಗಳ ಮುಂದೆ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಕೊಟ್ಟಿರುತ್ತಿದ್ದರು, ಗಿಳಿಗಳು, ಎಲೆಗಳು.. ಚಿತ್ರಗಳು ಎಷ್ಟಿರುತ್ತಿದ್ದವೋ ಅಷ್ಟನ್ನು ಆಯಾ ಅಂಕೆಯ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ ಆರೋಪಿಸಿಕೊಂಡು ಕಲಿಯುತ್ತಿದ್ದೆವು. ಬೆಳೆದಂತೆಲ್ಲ ದಿನನಿತ್ಯದ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಬಹುದಾದ, ಎಣಿಸಬಹುದಾದ ಅನೇಕ ಸಂಗತಿಗಳನ್ನು ನೋಡುತ್ತೇವೆ. ಮನೆಯಿಂದ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯವರೆಗಿನ ದೂರ, ಕುದಿಯುತ್ತಿರುವ ನೀರಿನ ಉಷ್ಣತೆ, ಧಾನ್ಯದ ತೂಕ, ಎಣ್ಣೆಯ ಪ್ರಮಾಣ, ಜೇಬಿನಲ್ಲಿರುವ ಹಣ ಇತ್ಯಾದಿ. ಈ ಎಲ್ಲ ಸಂಗತಿಗಳನ್ನು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಪರಿಮಾಣಗಳು (quantities) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಅಂತಹ ಸಂಗತಿಗಳನ್ನು ನಾವು ಅಳೆಯಬಹುದಾದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣಗಳು (physical quantities) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ದೂರ, ಉಷ್ಣತೆ, ಗಾತ್ರ, ಸಮಯ.. ಇವೆಲ್ಲ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣಗಳು.
ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ನಾವು ಯಾವ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ?
ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಎರಡು ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ಕೊಡಬಹುದು. ಒಂದು ಗಾತ್ರ (volume) ಮತ್ತೊಂದು ತೂಕ (weight). ಮಂಡಕ್ಕಿಯನ್ನೋ, ಹಾಲನ್ನೋ, ಎಣ್ಣೆಯನ್ನೋ ಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಲೀಟರ್(liter)ಗಳಲ್ಲಿ ಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ. ಅಲ್ಲಿ ನಾವು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣ "ಗಾತ್ರ", ಮತ್ತು ಆ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣದ ಏಕಮಾನ (unit) ಲೀಟರ್ (liter). ಇನ್ನು ಅಕ್ಕಿ, ಬೇಳೆ ಕೊಳ್ಳುವಾಗ ವಸ್ತುವಿನ ತೂಕದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ. ಆದರೆ ಇವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಾವು ದಿನನಿತ್ಯದ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಅಳತೆಗಳು/ಮಾನಗಳು. ಆದರೆ ವಿಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಕಾರ ಈ ಎರಡೂ ಸಂಗತಿಗಳು ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿನ "ವಸ್ತು"ವಿನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೇಳಲಾರವು. ತೂಕ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರಗಳು ಕೂಡ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣಗಳೇ, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಉಪಯೋಗ ಬೇರೆಯೇ ಇದೆ. ಹಾಗಾದರೆ ದ್ರವ್ಯದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೇಳುವ ಆ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣ ಯಾವುದು?
ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (mass)!
ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿನ "ದ್ರವ್ಯ/ವಸ್ತುವಿನ" ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (mass) ಎನ್ನುವ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಮಾತ್ರವೇ ಉಪಯೋಗಿಸಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬೇಕು. ಏನಿದು, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ? ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸೋಣ. ನಾವೆಲ್ಲ ಬೊಂಬಾಯಿ ಮಿಠಾಯಿ ತಿಂದಿದ್ದೇವಲ್ಲ, ಹೇಗಿರುತ್ತೆ ಅದು? ಒಂದು ಬೊಗಸೆಯಷ್ಟು ಮಿಠಾಯಿ ಮುಕ್ಕಿದರೂ ಬಾಯಿಗೆ ಹೋದಾಗ ಸಾಸಿವೆ ಕಾಳಿನಷ್ಟಾಗುತ್ತದೆ. ಎಂಥ ನಿರಾಸೆ! ಗಾತ್ರ ನೋಡಿ ಅದರಲ್ಲಿನ ದ್ರವ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಹೀಗೆಯೇ ಎಲ್ಲ ವಸ್ತುಗಳೂ ಕೂಡ. ಸರಿ, ಗಾತ್ರ ಅಳೆಯುವುದನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ತೂಕ ಮಾಡಿದರೆ? ಆಗ ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿನ ದ್ರವ್ಯದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ತಿಳಿಯಬಹುದು, ಹೌದಲ್ಲವೇ? ಆದರೆ ವಿಜ್ಞಾನ ಇದನ್ನು ಒಪ್ಪುವುದಿಲ್ಲ. ಏಕೆ ಗೊತ್ತೇ, ವಸ್ತುವೊಂದರ ತೂಕ ನಿರ್ಧಾರವಾಗುವುದು ಆಯಾ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಗುರುತ್ವಬಲದಿಂದ. ಹೆಚ್ಚು ಗುರುತ್ವಬಲವಿರುವ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ವಸ್ತು ಹೆಚ್ಚು ತೂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅದು ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ ತೂಕವೂ ಕಡಿಮೆ. ನಿಮ್ಮ ಮಾಹಿತಿಗಾಗಿ - ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲೆಡೆ ಒಂದೇ ಸಮನಾದ ಗುರುತ್ವಬಲ ಕಾಣಸಿಗದು. ಎತ್ತರಕ್ಕೆ ಹೋದಂತೆಲ್ಲ ಗುರುತ್ವ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಟ್ಟದ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವ ಕಡಿಮೆ, ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವ ಹೆಚ್ಚು. ಧೃವಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಬಲ ಹೆಚ್ಚು. ಧೃವಗಳಿಂದ ಭೂಮಧ್ಯ ರೇಖೆಯ ಕಡೆ ಸಾಗಿದಂತೆಲ್ಲ ಗುರುತ್ವಬಲ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತ ಸಾಗುವುದು. ಅಂಟಾರ್ಟಿಕದಲ್ಲೋ, ಆರ್ಕ್ಟಿಕ್ ನಲ್ಲೋ 1 ಕೆಜಿ (1000 ಗ್ರಾಂ) ತೂಗುವ ವಸ್ತು ಬೆಂಗಳೂರಿನಲ್ಲಿ 980 ಗ್ರಾಂ ಮಾತ್ರವೇ ತೂಗುತ್ತದೆ. ಇನ್ನು ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಮೇಲಕ್ಕೇರಿದರೆ, ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ 1 ಕೆಜಿ ತೂಗುವ ವಸ್ತುವು ಚಂದ್ರನಲ್ಲಿ 166 ಗ್ರಾಂ ನಷ್ಟು ಮಾತ್ರವೇ ತೂಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ತೂಕವನ್ನು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ಬದಲಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗದು.
(ಸೂಚನೆ: ಸರಿಯಾಗಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ ತೂಕವನ್ನು ಸೂಚಿಸುವುದಕ್ಕೆ "ಕೆಜಿ ಬಲ/kgf" ಅಥವಾ "ನ್ಯೂಟನ್/newton" ಎನ್ನುವ ಏಕಮಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು).
ಇನ್ನು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಏಕಮಾನ (unit) ಯಾವುದು?
ಕೆಜಿ (kg), ಗ್ರಾಂ (g), ಮೆಟ್ರಿಕ್ ಟನ್ (ton) ಇತ್ಯಾದಿ. Systeme d Internationale ಎನ್ನುವ ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮಾನಕ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಸೂಚನೆಯಂತೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ "ಕೆಜಿ"ಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಏಕಮಾನವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತೇವೆ. ಇನ್ನು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ಹೇಗೆ, ಅದಕ್ಕೆ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಉಪಕರಣ ಯಾವುದು? ಇದಕ್ಕೆ ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾದ ಎರಡು ವಿಧಾನಗಳಿವೆ. ಒಂದು inertial massಅನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ಮತ್ತೊಂದು gravitational massಅನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು. 1889 ಇಸವಿಗಿಂತ ಮುಂಚೆ, ಈ ಎರಡೂ ಪರಸ್ಪರ ಭಿನ್ನ ಸಂಗತಿಗಳು ಎಂದು ತಿಳಿದಿದ್ದರು. 1889ರಲ್ಲಿ ಹಂಗೆರಿಯ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿ Roland Eotvos ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಎರಡೂ ರೀತಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳು ಒಂದೇ, ಅವುಗಳು ಬೇರೆಯಲ್ಲ, ಅವುಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುವ ವಿಧಾನಗಳು ಮಾತ್ರ ಬೇರೆಯಷ್ಟೆ ಎಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಿದರು. ಈ ಎರಡರ ಬಗ್ಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ವಿಸ್ತಾರವಾಗಿ ತಿಳಿಯೋಣ.
Gravitational mass
ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲು ತಕ್ಕಡಿಯನ್ನು (simple balance) ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ್ದು ತಕ್ಕಡಿಯು ತೂಕವನ್ನೆಂದೂ ಸೂಚಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಅದು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೇಳುತ್ತದೆ. ತಕ್ಕಡಿಯು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದಕ್ಕೆ ಗುರುತ್ವಬಲವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದರೂ, ಅದರ ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಗುರುತ್ವಬಲದ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಹೇಗೆ? ತಕ್ಕಡಿಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನೊಮ್ಮೆ ನೋಡಿ. ಒಂದು ತಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಬೇಕಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಇರಿಸಿ ಮತ್ತೊಂದರಲ್ಲಿ ಆ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಸಮನಾದಷ್ಟು ತೂಕದ ಬಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಇರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಆಗ ತಕ್ಕಡಿಯ ಸೂಚಿಯು ಎರಡೂ ಕಡೆ ಸಮಭಾರ ಇರುವುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈಗ ಗುರುತ್ವಬಲದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸೋಣ. ಆ ತಕ್ಕಡಿಯನ್ನು ಧೃವಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ದೆವೆಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಧೃವದಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಬಲ ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಇರುವ ಕಾರಣ ಅಳೆಯಲ್ಪಡುತ್ತಿರುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ಭೂಮಿಯು ಇನ್ನೂ ಬಲವಾಗಿ ತನ್ನೆಡೆ ಸೆಳೆಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂತೆಯೇ ವಸ್ತುವಿನ ತೂಕವೂ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗಿನ ದ್ರವ್ಯದ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಯಾವ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೂ ಸಂಭವಿಸಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ನೆನಪಿಡಬೇಕು. ಸರಿ, ಈಗ ತೂಕದ ಬಟ್ಟುಗಳೂ ಅಳೆಯಲ್ಪಡುತ್ತಿರುವ ವಸ್ತುವಿನಷ್ಟೇ ವಸ್ತುರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಾರಣ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಬಲ ಅವುಗಳಿಗೂ ಅದೇ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಏರಿಕೆಯಾಗುವುದರಿಂದ, ತೂಕದ ಬಟ್ಟುಗಳೂ ಅಳೆಯಲ್ಪಡುವ ವಸ್ತುವಿನ ಅನುಪಾತದಲ್ಲೇ ತೂಕ ಹೆಚ್ಚಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ತಕ್ಕಡಿಯ ಎರಡೂ ತಟ್ಟೆಗಳೂ ಒಂದೇ ಬಲವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುವುದರಿಂದ ತಕ್ಕಡಿಯು ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ ಸಮತ್ವವನ್ನೇ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ತಕ್ಕಡಿಯು ಯಾವಾಗಲೂ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನೇ ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.
ಸರಿ ಹಾಗಾದರೆ ತೂಕವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಯಾವ ಮಾಪಕವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಬೇಕು ಎನ್ನುವಿರಾ? ಇದಕ್ಕೆ ಉತ್ತರ spring balance, electronic weighing machine...ಇಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತೂಗುವುದಕ್ಕೆ ತೂಕದ ಬಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
Inertial mass
ನ್ಯೂಟನ್ ನ ಮೊದಲ ಚಲನೆಯ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ - ವಸ್ತುವೊಂದು ಬಲಪ್ರಯೋಗಕ್ಕೆ ಒಳಪಡದ ಹೊರತು ತನ್ನ ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನಾಗಲೀ, ಸ್ಥಿರ ಚಲನ ವೇಗವನ್ನಾಗಲೀ ಎಂದಿಗೂ ಬದಲಾಯಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಗುಣವನ್ನು ಜಡತ್ವ (inertia) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ವಸ್ತುವು ತನ್ನ ನಿಶ್ಚಲ ಅಥವಾ ಚಲನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ಒಡ್ಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ನಾವು ಬಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಕುಳಿತಾಗ, ಬಸ್ಸು ತನ್ನ ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಚಲನೆ ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಯಾವುದೋ ಬಲ ನಮ್ಮನ್ನು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಎಳೆದಂತೆ ಭಾಸವಾಗುತ್ತದೆ; ಅದೇ ಬಸ್ಸು ಒಂದು ಸ್ಥಿರ ವೇಗವನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಂಡಾಗ ಯಾವ ಎಳೆತ ಸೆಳೆತಗಳ ಅನುಭವವೂ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ; ವೇಗ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗೊಳ್ಳುವಾಗ, ಚಲನೆಯಿಂದ ನಿಶ್ಚಲತೆಗೆ ಮರಳುವಾಗ ಆ ಅನುಭವಗಳುಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ಜಡತ್ವ (inertia). ವೇಗ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು, ಅರ್ಥಾತ್ ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಚಲನೆ ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ, ಚಲನೆಯಿಂದ ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರಳುವ, ವೇಗ ಹೆಚ್ಚುಕಡಿಮೆಗೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷ (acceleration) ಎಂದು ಹೆಸರು. ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಕ್ಕೆ ವಿಧಿಸಲ್ಪಡುವ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ವಸ್ತುವಿನ ಜಡತ್ವ (inertia). ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಒಂದು ನಿಶ್ಚಿತ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ (1 m/s2) ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಗೊಳಿಸಲು ಎಷ್ಟು ನ್ಯೂಟನ್ (N) ಬಲ ಬೇಕಾಗುವುದು ಎಂದು ಅಳೆದರೆ ಆ ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಇನ್ನೂ ಸರಳವಾಗಿ ತಿಳಿಯಬೇಕೆಂದರೆ, ಒಂದು ಕಲ್ಲನ್ನು ಭೂಮಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಎಸೆಯಲು ಬಲಪ್ರಯೋಗ ಮಾಡಬೇಕಾಗುವುದು. ಆ ಬಲ ಎಷ್ಟು ಎಂದು ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಾದರೆ ಕಲ್ಲಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಬಗ್ಗೆ ಸೂಚನೆ ದೊರೆಯುವುದು. ಇದನ್ನೇ inertial mass ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.
Gravitational mass ಮತ್ತು Inertial massಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಎಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ನಡೆದಿವೆ. ಎರಡೂ ಹೆಸರುಗಳು ಒಂದೇ ಭೌತಿಕ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ತಿಳಿಸುವುದರಿಂದ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ "ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ" ಎನ್ನುವ ಪದವನ್ನೇ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತೇವೆ, ಯಾವ ವಿಶೇಷಣಗಳಿಲ್ಲದೇ.
ವಸ್ತುವಿನ ನಿತ್ಯತ್ವ (conservation of mass)
ಜಾದೂ ಮಾಡುವವರನ್ನು ನೋಡಿದ್ದೇವಲ್ಲ? ಕೈಚಳಕದಿಂದ ಏನನ್ನು ಬೇಕಾದರೂ ಸೃಷ್ಟಿಸಬಲ್ಲವರೆನ್ನುವಂತೆ ತೋರುತ್ತಾರೆ, ಜಾಮೂನು, ಜಿಲೇಬಿ, ಪಾರಿವಾಳ... ಇನ್ನೇನು ಬೇಕು ಹೇಳಿ? ಅನೇಕ ವೇಳೆ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮಾಯ ಮಾಡುವ ಜಾದೂ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತಾರೆ. ಒಮ್ಮೆ ದೂರದರ್ಶನದಲ್ಲಿ ಓರ್ವ ಜಾದೂಗಾರರೊಬ್ಬರು ಆನೆಯೊಂದನ್ನು ಮಾಯ ಮಾಡಿದ್ದನ್ನು ನೋಡಿದ್ದೆ. ಸಣ್ಣವರಿದ್ದಾಗ ನಿಜವಾಗಿಯೂ ವಸ್ತು ಮಾಯವಾಯಿತೆಂದೇ ತಿಳಿಯುತ್ತಿದ್ದೆವು. ಆದರೆ ಈಗ ನಾವು ಬಲ್ಲೆವು, ಅದೆಲ್ಲ ಕೈಚಳಕ, ಅದನ್ನು ಗುರುತಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ ಅಷ್ಟೆ. ಅದೆಂಥಾ ಜಾದೂಗಾರನೇ ಆದರೂ ವಸ್ತುವನ್ನು ಇಲ್ಲವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡಲಾರ ಅಥವಾ ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾರ. ವಿಜ್ಞಾನ ನಂಬುವುದು, ಶೂನ್ಯದಿಂದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗದು, ಹಾಗೆಯೇ, ಇರುವ ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಇಲ್ಲವಾಗುವಂತೆಯೂ ಮಾಡಲಾಗದು. Mass can neither be created nor be destroyed. ಇದು ವಸ್ತುವಿನ ನಿತ್ಯತ್ವದ ನಿಯಮ (Conservation of mass).
ಇಂದ್ರಜಾಲವನ್ನೊಮ್ಮೆ ಪಕ್ಕಕ್ಕಿರಿಸಿ, ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಮುತ್ತ ನಡೆಯುವ ಅನೇಕ ಸಾಮಾನ್ಯ ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೂ ಸಾಕು, ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ನಾಶಗೊಳಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಮೇಣದ ಬತ್ತಿ ಉರಿದಂತೆಲ್ಲ ಮೇಣ ಕರಗುತ್ತ ಸಾಗುತ್ತದೆ. ಕೊನೆಗೆ ಏನೂ ಉಳಿಯುವುದಿಲ್ಲ. ಸಕ್ಕರೆಯನ್ನು ಒಂದು ಲೋಟ ನೀರಿಗೆ ಸೇರಿಸಿ ಕಲಕುತ್ತ ಹೋದರೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲೆ ಸಕ್ಕರೆ ಕಾಣದಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಪೂರ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ನೋಡದಿದ್ದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವು ನಾಶಗೊಂಡಿತು, ಈ ಅಸ್ತಿತ್ವದಿಂದಲೇ ಇಲ್ಲವಾಯಿತು ಎನ್ನುವ ನಿರ್ಧಾರಕ್ಕೆ ಬಂದು ತಲುಪುತ್ತೇವೆ. ಸಕ್ಕರೆ-ನೀರಿನ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ, ಸಕ್ಕರೆಯು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿರುತ್ತದೆ, ಬೇಕಾದರೆ ಆ ಸಕ್ಕರೆಯ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ನೀರೆಲ್ಲ ಆವಿಯಾಗುವವರೆಗೆ ಕುದಿಸಿದರೆ ಸಕ್ಕರೆ ಮರಳಿ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ. ಆಗ ವಸ್ತುವು ನಿತ್ಯವಾದುದು ಎನ್ನುವ ವಿಚಾರಕ್ಕೆ ಪುಷ್ಟಿ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಮೇಣದ ಉದಾಹರಣೆ ನೋಡಿದರೆ, ಉರಿದು ಹೋದ ಮೇಣವನ್ನು ಮರಳಿ ತರಲಾಗದು. ಹಾಗಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ನಿತ್ಯತ್ವದ ಬಗ್ಗೆ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳೇಳುತ್ತವೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಬಗೆಹರಿಸುವುದು ಹೇಗೆ?
ವಸ್ತುವೊಂದು ಉರಿಯಲು ಏನೇನು ಬೇಕು? ದಹ್ಯ ವಸ್ತು (ಉರಿಯುವ ವಸ್ತು/ ಇಂಧನ), ದಹನಾನುಕೂಲಿ, ಮತ್ತು ಉಷ್ಣತೆ. ದಹನಾನುಕೂಲಿ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ದಹ್ಯ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ದಹನಾನುಕೂಲಿಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಸೇರುವಾಗ, ಎರಡೂ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಭಿನ್ನವಾದ ವಸ್ತುಗಳು ನಿರ್ಮಿತವಾಗುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳು ಅನಿಲ ರೂಪದಲ್ಲಿರಬಹುದು, ಘನ ರೂಪದಲ್ಲಿರಬಹುದು, ಅಥವಾ ಎರಡೂ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿರಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಟ್ಟಿಗೆ ಉರಿಯುವಾಗ ಹೊಗೆಯುಗುಳುತ್ತದೆ, ಬೂದಿಯನ್ನೂ ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ವಲ್ಪ ಗಮನ ಹರಿಸೋಣ, ಉರಿಯುವ ಮುನ್ನ ದಹ್ಯವಸ್ತು (ಕಟ್ಟಿಗೆ) ಮತ್ತು ದಹನಾನುಕೂಲಿ (ಗಾಳಿ) ಇವೆರಡರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ಅಳೆದು, ನಂತರ ಅವೆರಡೂ ಜೊತೆಯಾಗಿ ಉರಿದ ಮೇಲೆ ಸಿಗುವ ಅವಶೇಷಗಳ (ಹೊಗೆ, ಬೂದಿ) ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅಳೆದರೆ, ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಮಾಪನ ಸಿಗಬೇಕು. ಹಾಗಾದಾಗ, ವಸ್ತುವಿನ ನಿತ್ಯತ್ವ ಸಾಬೀತಾಗುವುದು. ಕಟ್ಟಿಗೆಯ ಚೂರೊಂದನ್ನು ಗಾಜಿನ ಜಾಡಿಯಲ್ಲಿರಿಸಿ. ಹೊರಗಿನಿಂದ ದ್ರವ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಲೀ ಗಾಳಿಯಾಗಲೀ ಜಾಡಿಯೊಳಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶಿಸದಂತೆ ಮತ್ತು ಜಾಡಿಯೊಳಗಿನಿಂದ ಹೊರಕ್ಕೆ ವಸ್ತು ನಿರ್ಗಮನ ಆಗದಂತೆ ಅದನ್ನು ಭದ್ರವಾಗಿ ಮುಚ್ಚಬೇಕು. ಈಗ ಜಾಡಿಯೊಳಗೆ ನಿಶ್ಚಿತ ಪ್ರಮಾಣದ ದಹ್ಯವಸ್ತುವಿದೆ, ನಿಶ್ಚಿತ ಪ್ರಮಾಣದ ಗಾಳಿಯಿದೆ. ಕಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ದಹಿಸುವ ಮುನ್ನ ಇಡೀ ಜಾಡಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬೇಕು. ಇದು ಕಟ್ಟಿಗೆ, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಜಾಡಿಯ ಸಂಯುಕ್ತ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಕೊಡುತ್ತದೆ. ನಂತರ ದಹ್ಯವಸ್ತುವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಿಡಿಯ ಸಹಾಯದಿಂದ ಉರಿಸಬೇಕು. ಕಟ್ಟಿಗೆಯು ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅಥವ ಭಾಗಶಃ ಉರಿದ ಮೇಲೆ ಜಾಡಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಬೇಕು. ಈ ಪ್ರಯೋಗದ ಮೂಲಕ ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಒಂದೇ ಇರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಇಂತಹ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವಸ್ತುವಿನ ಅವಿನಾಶತ್ವವನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ.
